TWI552496B - 用於電源控制之方法及電源系統 - Google Patents

Description

用於電源控制之方法及電源系統

本發明係有關根據電源之共振頻率的參數調整。

習知電壓調節器典型地可控制一或更多相位之啟動以產生輸出電壓。根據線路及/或負載狀況操作不同相位數可增加個別電源之效率。

例如，若負載消耗極低電流，可有利於操作盡可能少之電源的單一相位以供應適當電流給負載。因為與僅操作單一相位關聯的最小製造電力，停用不需要之一或更多相位可增加效率。當關閉時，每一停用的相位典型地不消耗製造電力。

對消耗更多電力的較重負載而言，因為單一相位無法產生足夠電流以供電給負載，其通常有利於操作多個相。當操作多個有效相位時，多個相之每一者產生由負載消耗的部分電流。

控制器典型地組態成依據控制設定而控制電源中相位。某些習知類比電源使用電容器及電阻器之外部網路以形成所謂補償網路。補償網路充當控制設定以組態控制器。其可確保穩定性及響應性(迴路帶寬)之最佳組合。

為改變控制器之控制設定，不同補償網路可根據操作相位之數量而切入或切出個別網路。例如，當單一相位啟動時，第一網路可提供第一補償。當一組之二或更多相位 啟動時，第二網路可提供電源之第二補償。

諸如上述討論之習知應用可苦於數項不足。例如，為改變控制器之設定而提供多個不同實體補償網路係不想要的，因為其使用麻煩且實體上增加個別控制電路之尺寸。

此外，該等習知實施典型地無效率。例如，實體網路切入及切出電源電路並未提供每一相位之微細位準補償控制。換言之，根據習知技術，無論係啟動二、三、四等相位，均於電源之控制電路中使用相同補償網路。因此，在此一習知實施中，因為控制設定未隨增加更多相位而改變，電源之操作可變成非常無效率及具有不良調節或瞬態響應(低迴路帶寬)。

如上列討論之切換多個補償網路之替代方案為實施一補償網路以掌控各種狀況，諸如單一相位何時啟動或二或更多相位何時啟動。此單一補償網路解決方案實施簡單，但可嚴重限制電壓調節器之性能及其有效率供電給負載之能力。

文中實施例包括於切換電壓調節器中新穎、自動的定標控制係數之方式。文中所討論之控制係數之定標可提供不同類型操作狀況之增加的穩定性及改進的暫態性能。

例如，文中一實施例包括控制器。控制器接收指示用於產生供電給負載之輸出電壓的將被啟動之在電源中的相位數之值。控制器利用已接收的值來調整與該電源關聯之 一或更多控制係數的大小。在一實施例中，控制器依據將啟動之電源中的相位數而數位式計算一或更多控制係數之值。依據一或更多控制係數之已調整大小，控制器產生控制信號以控制電源中之有效相位。因此，文中實施例可包括與依據將啟動之相位數或依據目前有效相位數之電源關聯之定標增益係數。

在一實施例中，控制器可回應檢測將啟動之相位數的改變而調整控制係數。例如，回應檢測未來電源需以更多或更少相位操作，控制器可依據已接收的值而數學性計算一或更多控制係數之新設定。

控制係數之修改可根據應用而改變。例如，在一實施例中，控制器可組態成按比例減少或增加一或更多控制係數之大小達將啟動之相位數指示之值所指明的量。

依據進一步實施例，控制器可包括PID補償器電路。在該等實施例中，控制器回應於檢測值之改變而按比例調整輸入PID補償器之增益係數。有關一範例，控制器可回應於檢測電源之後續操作將包括啟動不同相位數以產生輸出電壓，而初始調整輸入或施加PID補償器電路之一或更多增益係數。如同所述，電源中有效相位數可考量不同負載而隨時間改變。隨著有效相位數改變，控制器調整輸入PID補償器電路之增益係數而調整電源特性。

PID補償器電路可包括多種函數，諸如比例函數、積分函數、及微分函數。每一該些函數可組態成接收電源之輸出電壓與所欲設定點之間的差異之錯誤信號指示。藉由 調整輸入PID補償器電路之增益係數，文中所討論之控制器可控制與根據電源中有效相位數之一或更多函數關聯之增益。當作一範例，控制器可根據電源中係啟動多少相位來供電給負載而調整每一函數(諸如比例函數、積分函數、及微分函數)之增益。

在一實施例中，控制器藉由加總PID補償器電路中每一函數之輸出而產生總和輸出。控制器將PID補償器電路輸出之總和值輸入諸如低通過濾器電路之過濾器電路。控制器可利用過濾器電路之輸出以產生用於控制每一有效相位中個別控制(例如，高側開關電路)及同步開關(例如，低側開關電路)之控制信號。

在一實施例中，控制器調整或定標與依據將啟動之相位數之指示值的過濾器電路關聯之設定(例如，一或更多極點)。例如，控制器可調整輸入PID補償器電路之增益係數的設定。此外，控制器可根據將啟動多少相位而調整諸如過濾器之截止頻率的參數。

在進一步實施例中，除了依據電源中之有效相位數而調整係數及/或過濾器設定以外，請注意，PID補償電路之增益係數亦可根據經由電源而轉換為輸出電壓之輸入電壓的大小予以調整。例如，電源可組態成將輸入電壓轉換為輸出電壓。在該等實施例中，控制器可接收指示藉由電源而轉換為輸出電壓之輸入電壓之大小的值。依據輸入電壓的大小，控制器調整一或更多增益係數。因此，輸入PID補償器電路之增益係數可依據諸如輸入電壓、啟動之相位 數的多個參數予以調整。

在習知技術上，調整控制或增益係數是有用的。例如，在一實施例中，控制器可藉由根據啟動以產生輸出電壓之相位數調整一或更多增益係數之大小，而於不同啟動之相位之範圍控制電源之開迴路增益。

在進一步實施例中，控制器依據已接收的值調整PID補償器電路之一或更多增益係數的大小，使得電源之交越(crossover)頻率實質上固定或相對固定，無論啟動以產生輸出電壓之相位數為多少。

在一替代實施例中，控制器依據已接收的值調整電源中至少一增益係數的大小，使得電源之交越頻率隨啟動以產生輸出電壓之額外相位而增加。

以下更詳細地揭露該些及其他更具體實施例。

文中所說明之實施例在習知技術上是有利的。例如，文中所討論之實施例可應用於具降壓拓樸之切換電壓調節器而應用於低電壓處理器、記憶體、數位ASIC等。然而，文中所揭露之觀念可應用於其他適當拓樸，諸如升壓調節器、降壓-升壓調節器等。

請注意，文中實施例可包括一或更多處理器裝置之控制器組態以實施及/或支援文中所揭露之任一或全部方法操作。換言之，一或更多電腦化裝置或處理器可程控及/或組態以如文中說明操作而實施本發明之不同實施例。

文中又其他實施例包括軟體程式以執行以上總結及以下更詳細揭露之步驟及操作。一該等實施例包含電腦程式 產品，其具有包括嵌入其中之電腦程式邏輯的非暫時性電腦儲存媒體(例如，記憶體、碟片、快閃記憶體、...)，當於具有處理器及相應記憶體之電腦化裝置中執行時，編程處理器執行文中揭露之操作。該等配置典型地以配置或編碼於電腦可讀取儲存媒體或非暫時性電腦可讀取媒體上之軟體、代碼及/或其他資料(例如，資料結構)提供，諸如光學媒體(例如，CD-ROM)、軟碟或硬碟或諸如一或更多ROM或RAM或PROM晶片、專用集成電路(ASIC)等中之韌體或微代碼之其他媒體。軟體或韌體或其他該等組態可安裝於控制器上，令控制器執行文中說明之技術。

因此，本揭露之一特定實施例係有關電腦程式產品，其包括具有儲存於其上以支援諸如控制電源中相位之操作之指令的電腦可讀取媒體。例如，在一實施例中，當藉由處理器執行時，指令令監視資源中處理器：接收指示用於產生供電給負載之輸出電壓的將被啟動之在電源中的相位數之值；利用該值來調整與該電源關聯之至少一控制係數的大小；以及依據該至少一控制係數的該已調整大小，產生控制信號以控制由該值所指明以產生該輸出電壓之在該電源中之該相位數。

為清晰之故，已附加步驟之次序。該些步驟可以任何適當之順序執行。

依據文中之進一步範例組態，一控制器產生指示用於產生供電給負載之輸出電壓的將被啟動之在電源中的相位 數之值。該電源之共振頻率係依據已啟動之相位數而改變。

依據一組態，該控制器係利用該值(例如，將被啟動之相位數)為基礎以依據該共振頻率之改變而按比例調整與該電源關聯之至少一控制參數。於一實施例中，當從啟動第一相位數切換至第二相位數時，該電源之該共振頻率係相關於標度因數(scale factor)1/而改變。一或更多控制參數可根據1/或之標度因數而被改變，其中n=已啟動之相位數。

除了依據已啟動之相位數及/或電源之共振頻率以修改參數之外，控制器亦可使用該輸入電壓之值為基礎以調整至少一控制參數。此外，依據一範例組態，該控制器可組態成依據將被啟動之該相位數以數位地計算該至少一控制參數之值。

因此，個別電源控制電路之一或更多參數設定可根據該電源之該共振頻率的改變而縮放或調整。換言之，使用標度因數1/、1/n及/或，其中n=已啟動之相位數，文中所討論之參數調整電路按比例調整電源控制電路中之一或更多控制設定，以考量從啟動如由該值所指明之該相位數所導致的該共振頻率之改變。

更明確地，依據一實施例，一控制電路調整電路接收指示用以在其產生供電給負載之輸出電壓的電源中啟動之相位數的值。如上所述，電源之共振頻率可根據其被啟動之相位數而改變。參數調整電路係利用該值為基礎以依據 該共振頻率之設定而按比例調整該電源之一或更多電源控制設定。依據該按比例而調整之至少一電源控制設定，一電源控制電路產生控制信號以控制該電源中之相位。

於一實施例中，該參數調整電路藉由1除以值n之平方根的因數而按比例調整該至少一電源控制設定之大小。

依據另一實施例，該參數調整電路藉由值n之平方根的因數而按比例調整該電源中之至少一過濾器電路的截止頻率，以追蹤從啟動如由該值所指明之該相位數所導致的該共振頻率之改變。

依據又另一實施例，如文中所討論之參數電路係藉由值n之平方根的因數而按比例調整該電源中之至少一過濾器電路中的極點之設定，以追蹤從啟動如由該值所指明之該相位數所導致的該共振頻率之改變。

如文中所討論之電源可包括一PID電路(例如，PID補償器)。於此一實施例中，該參數調整電路可組態成依據從該相位數之啟動所導致的該電源之該共振頻率的改變而按比例調整與PID補償器中之比例函數關聯的增益。例如，於一實施例中，該PID中之該比例函數產生第一信號(例如，P信號)。該參數調整電路利用該值以調整一與該PID補償器中之微分函數關聯的增益；該微分函數產生D信號。電源控制電路依據來自該PID電路之至少該P信號與該D信號的加總以產生總和。該電源控制電路將該總和輸入一過濾器電路。參數調整電路依據該值n之反平方根以調整該過濾器電路之極點的設定。控制信號產生器利 用該過濾器電路之輸出以產生用來供電給該負載之該輸出電壓的該控制信號。

依據另一實施例，該參數調整電路依據該電源之該共振頻率的設定以按比例調整該電源之開迴路增益部分。

文中之實施例同時或替代地可包括依據該值以調整該電源中之至少一增益係數的大小，以致該電源之該交越頻率針對其被啟動以產生該輸出電壓之增加的相位數而增加。

依據另一實施例，電源控制器利用電源控制電路之第一設定以啟動電源中之第一相位數以產生用來供電給負載之輸出電壓。回應於接收指令以啟動該電源中之第二相位數以產生用來供電給該負載之該輸出電壓，該電源控制電路中之參數調整電路修改該第一設定以依據第二設定而組態該電源控制電路。該修改可包括依據其該電源之共振頻率由於啟動該第二相位數以取代啟動該第一相位數而改變的量來按比例調整該電源控制電路之至少一設定。該電源控制電路利用該電源控制電路之該第二設定以啟動該電源中之該第二相位數以產生用來供電給該負載之該輸出電壓。

應理解的是文中所討論之系統、方法、設備等可嚴格地以硬體、以軟體及硬體之混合體、或諸如處理器內、或操作系統內、或軟體應用程式內僅以軟體體現。本發明之示範實施例可於諸如International Rectifier Corporation of El Segundo,California,USA開發或製造之產品及/或軟 體應用程式內實施。

此外，請注意，儘管文中每一不同特徵、技術、組態等可於本揭露之不同處討論，但想望地適當的是每一概念可選擇性彼此獨立或彼此組合執行。因此，文中所說明之一或更多本發明可以許多不同方式體現及檢視。

而且，請注意，文中實施例之初步討論刻意未指明本揭露或申請專利範圍之每一實施例及/或增加之新穎方面。而是，本簡要說明僅呈現一般實施例及較習知技術新穎之相應點。對本發明之額外細節及/或可能透視圖(排列)而言，讀者請參閱以下進一步討論之「實施方式」及本揭露之相應圖式。

文中實施例包括電源及/或個別控制電路之獨特及成本有效實施。

例如，控制器可接收指示用於產生供電給負載之輸出電壓的將被啟動之在電源中的相位數之值。控制器利用該值以調整輸入補償器電路之一或更多增益係數的大小。

控制器依據已接收指示將啟動用於產生輸出電壓的在電源中之相位數的值，而數位式計算一或更多控制係數之值。

控制器可依據額外輸入諸如被轉換為輸出電壓之電源的輸入電壓之大小，而進一步調整輸入補償器電路之增益係數。

在操作期間，依據一或更多增益係數之設定，補償器電路產生輸出信號。依據補償器電路之輸出，控制器產生控制信號以操作電源中之相位。

圖1為根據文中實施例之電源100的範例圖。如圖所示，電源100包括控制器140。控制器140依據至少部分之一或更多函數，諸如相位控制邏輯130、控制係數修改器132、及控制信號產生器134，而控制電源100之操作及產生輸出電壓190。

更具體地，根據一實施例，控制器140接收輸入或反饋，諸如Vin、Vout、每一有效相位提供之電流等。

依據電源100之操作狀況，控制器140中相位控制邏輯130產生指示有多少相位應被啟動以產生輸出電壓190的值。控制係數修改器132接收該值，並依據所接收之值的大小而修改電源之控制係數。控制信號產生器134利用控制係數修改器132產生之修改的控制係數以產生控制信號來控制電源100之個別相位。

更具體地，依據已接收的輸入及控制器140之組態設定，當諸如相位170-1之第一相位啟動時，控制器140輸出控制信號以切換高側開關150及低側開關160為開啟(ON)及關閉(OFF)。高側開關150及低側開關160之切換操作產生輸出電壓190以供電給負載118。

在一實施例中，控制器140產生信號以控制驅動器電路110-1及110-2。依據從控制器140接收的控制信號，在電源100中，驅動器110-1控制高側開關150(例如， 控制開關)之狀態，及驅動器110-2控制低側開關160(例如，同步開關)之狀態。

請注意，驅動器電路110(例如，驅動器電路110-1及驅動器電路110-2)可置於控制器140中或可存在於相對於控制器140之遠端。

當高側開關150經由控制器140產生之控制信號而開啟(即啟動)時(同時低側160或同步開關關閉)，流經電感器144之電流經由電壓源120與電感器144之間的高側開關150所提供之高導電電氣路徑而增加。

當低側開關160經由控制器140產生之控制信號而開啟(即啟動)時(同時高側開關150或控制開關關閉)，如圖所示，流經電感器144之電流依據電感器144與接地之間的低側開關160所提供之導電電氣路徑而減少。

依據適當切換高側開關150及低側開關160，控制器140於供電給負載118之所欲範圍內調節輸出電壓190。

在一實施例中，如圖所示，電源100包括多個相。多個相之每一者可類似於圖1中所示之範例相位170-1。在較重負載118之狀況期間，控制器140開始啟動多個相。例如，在較輕負載118之狀況期間，控制器啟動諸如單一相位之較少相。控制器140啟動一或更多相位以維持輸出電壓190處於供電給負載118之所欲範圍內。

如圖所示，如先前所討論，每一相位可包括個別高側開關電路及低側開關電路。為停用個別相位，相位控制器140可將個別相位之高側開關電路及低側開關電路設定為 關閉狀態。當關閉或停用時，個別相位未致力於產生供電給負載118之電流。

控制器140可根據負載118所消耗之電流量而選擇將啟動多少相位。例如，當負載118消耗相對大量電流時，控制器140可啟動多個相以供電給負載118。當負載118消耗相對小量電流時，控制器140可啟動較少或單一相位以供電給負載118。

相位相對於彼此可不同相操作。

可於電源100中實施多種不同類型方法之任一項，諸如估計或物理測量，以檢測每一相位提供之電流量或負載118消耗之整體電流量。該等資訊在決定應啟動多少相位以產生輸出電壓190方面是有用的。

控制器140亦可監控其他參數，諸如輸出電壓190之大小的改變率，以決定多少相位將用於產生輸出電壓190。

如以上簡要述及，文中實施例包括用於定標控制係數之系統、方法等，以容納寬廣範圍之輸入電壓及提供有效率之電源性能，無論有效相位之數量為多少。如文中所討論，控制係數修改器132的實施可於控制器140中相對少的閘中製造，導致小晶粒面積之結果，極大的簡化電源電路板佈局，及電源100之卓越性能以產生輸出電壓190。

如以下所討論，控制器140所利用之控制係數以產生輸出電壓190，可包括下列係數諸如比例(P)、積分(I)、差分(D)，及電壓前饋(F)係數。

有效相位之開迴路轉換器轉換函數可依據輸入電壓Vin之大小而按比例調整。為維持相同封閉迴路帶寬及維持電源100於不同有效相位數之範圍的穩定性，文中實施例藉由已過濾、數位化輸入電壓值而包括數位式區分所謂(PID補償器電路之)P、I、D、及F係數。

為有效率地操作，控制器140根據需傳輸至負載118之電流量而調整操作或有效相位數。但改變電源中有效相位數(未改變控制係數)可改變有效電感及負載電容、開迴路增益、漣波頻率等製造之電源參數，諸如雙重極點(或共振頻率)。

為維持不同啟動之相位數範圍之操作期間之電源100的穩定性，如文中所討論，控制器140數位式調整或定標控制係數。

請注意，控制器140可為電腦、處理器、微控制器、數位信號處理器等，經組態以實施及/或支援文中所揭露之任一或全部方法操作。換言之，控制器可包括一或更多電腦化裝置、處理器、數位信號處理器等，以如文中所說明之操作而實施本發明之不同實施例。

請注意，文中實施例可進一步包括一或更多軟體程式，儲存於電腦可讀取媒體上之可執行代碼以執行以上總結及以下更詳細揭露之步驟及操作。例如，一該等實施例包含電腦程式產品，其具有包括嵌入其中之電腦程式邏輯(例如，軟體、韌體、指令、...)的電腦儲存媒體(例如，非暫態電腦可讀取媒體)，當於具有處理器及相應存 儲器之控制器140中執行時，編程控制器140執行文中揭露之操作。該等配置可以配置或編碼於電腦可讀取儲存媒體上之軟體、代碼及/或其他資料(例如，資料結構)實施，諸如光學媒體(例如，CD-ROM)、軟碟或硬碟或諸如一或更多ROM或RAM或PROM晶片、專用集成電路(ASIC)等中之韌體或微代碼之其他媒體。軟體或韌體或其他該等組態可儲存於控制器140中，令控制器140執行文中說明之技術。

因此，本揭露之一特定實施例指向電腦程式產品，其包括非暫時性電腦可讀取媒體(例如，記憶體、存儲庫、光碟、積體電路等)。換言之，文中所討論之控制器140可包括電腦可讀取媒體用於儲存所有或部分功能性，諸如相位控制邏輯130、控制係數修改器132、控制信號產生器134等。該等演算法支援操作，諸如文中所討論之電源切換控制功能。例如，在一實施例中，當藉由控制器140執行指令時，令控制器140執行文中所討論之操作。

圖2為範例圖，描繪根據文中實施例之控制係數修改器132。如圖所示，控制係數修改器132接收用於控制係數Kp(例如，比例函數增益係數)、Ki(例如，積分函數增益係數)、Kd(例如，微分函數增益係數)，及Kf(例如，前饋函數增益係數)之預設值。

控制係數修改器132包括增益調整電路210。增益調整電路210接收輸入，諸如指示輸入電壓Vin之大小的值。

增益係數調整電路210亦接收值N，指示供電給負載118之電源100中將啟動之相位數。根據N及/或Vin之大小，增益調整電路210修改控制係數Kp、Ki、Kd、及Kf之一或更多項，以改變電源100之操作特性。

例如，增益調整電路210依據Kp及N計算Kp'之值。增益調整電路210依據Ki及N計算Ki'之值。增益調整電路210依據Kd及N計算Kd'之值。增益調整電路210依據Kf及N計算Kf'之值。

如同上述，增益調整電路210可經組態以連同依據Vin而調整控制係數。在該等實施例中，增益調整電路210依據Kp、Vin、及N計算Kp'之值。增益調整電路210依據Ki、Vin、及N計算Ki'之值。增益調整電路210依據Kd、Vin、及N計算Kd'之值。增益調整電路210依據Kf、Vin、及N計算Kf'之值。

請注意，可根據應用而改變將調整之係數的選擇。例如，如以下所討論，某些應用可包括調整係數Kp及Kd，同時其他實施例可包括調整Ki及Kd。以下更詳細地討論調整係數及過濾器之具體方式。

圖3為範例圖，描繪根據文中實施例之控制信號產生器134。在一實施例中，如圖所示，控制信號產生器134包括PID補償器電路及前饋電路。

例如，控制信號產生器134之差函數310接收輸出電壓及參考電壓。依據輸出電壓與已接收的參考電壓之間的差異，差函數310產生錯誤信號Verror。差函數輸出錯誤 信號至過濾器電路330-1。過濾器電路330-1輸出已過濾的輸出信號至PID補償器電路之多通道。

控制信號產生器134之PID補償器電路中函數接收藉由差函數310及過濾器電路330-1產生之已過濾的誤差電壓。例如，增益級320-1接收已過濾的誤差電壓。積分函數315-1接收已過濾的誤差電壓，並輸出個別積分信號至增益級320-2。導數函數315-2(或微分函數)接收已過濾的誤差電壓，並輸出個別導數信號至增益級320-3。

增益級320-1依據Kp'之設定而調整已過濾的誤差電壓之大小。增益級320-2依據Ki'之設定而調整藉由積分函數315-1輸出之積分信號之大小。增益級320-3依據Kd'之設定而調整藉由導數函數315-2輸出之導數信號之大小。

增益級320-4依據Kf'之設定而調整已接收的電壓參考信號Vref之大小。

控制信號產生器134包括加法器325-1及加法器325-2以加總藉由增益級320-1、320-2、320-3、及320-4產生之輸出。

如圖所示，過濾器電路330-2接收藉由加法器325-2產生之總和值。

控制信號產生器134包括過濾器參數設定調整電路327以控制過濾器電路330-2之設定。

在一實施例中，過濾器參數調整電路327接收輸入，諸如值N(指示電源100中有效相位數之值)。依據該等 輸入，過濾器參數調整電路327根據將啟動之有效相位或相位數，而組態或動態調整一或更多參數，諸如過濾器電路330-1及330-2之截止頻率。因而，諸如過濾器電路330-1之截止頻率及過濾器電路330-2之截止頻率之參數可根據諸如電源100中有效相位數之因子而改變。

脈衝寬度調變信號產生器340接收藉由過濾器330-2產生之已過濾的輸出。依據已接收的過濾器信號，脈衝寬度調變信號產生器電路340產生控制信號以控制電源100中有效相位。如之前所討論，根據負載118而啟動不同相位數。

在一實施例中，有效相位之開迴路轉換器轉換函數與輸入電壓成比例。例如，在該等實施例中，控制器140經由類比數位轉換器而數位化已接收的輸入電壓。控制器可經組態以過濾藉由類比數位轉換器產生之數位化輸入電壓。

在一實施例中，如圖2中所討論，控制係數修改器132藉由將P、I、D、及F係數除以數位化輸入電壓而調整或定標P、I、D、及F係數，以維持不同值Vin範圍之相同封閉迴路帶寬。

在一實施例中，儘管Vin可為任一適當大小，輸入電壓Vin之大小可於小於3伏至大於20伏之範圍改變。可考量大小之變化而調整控制係數。

有關一範例，控制係數修改器132可定標係數如下： P(Vin)=P/Vin

I(Vin)=I/Vin

D(Vin)=D/Vin

F(Vin)=F/Vin

如之前所討論，若負載118消耗之輸出電流相對小，控制係數修改器132操作具單一有效相位之電源100。此減少切換損失及改進效率。隨著負載118消耗之輸出電流增加，電源電壓調節器增加相位以產生額外電流而供電給負載118。改變相位數導致電源100之有效電感Leff的改變。

因為每一相位之電感器經組態而使有效相位彼此平行，Leff=L/n，其中n為相位數。

由於共振頻率=1/(2*pi*sqrt(Leff*C))，電源100之共振頻率以相位數之平方根定標。

電源100之開迴路增益直接以有效相位數定標。

漣波頻率=fsw * N，其中fsw為電源100中高側開關及低側開關之切換頻率。因而，漣波頻率以有效相位數定標。

在一實施例中，藉由控制係數修改器132數位式執行所有係數定標。在該等實施例中，不需實體改變或電性切換任何物理部件或電源100之網路以修改控制器140及其行為。

今天市場上大部分習知電壓調節器晶片依據類比控制 技術而操作。該等習知電路依賴其控制函數之物理補償網路的設定。該些部件無法回應輸入電壓改變或相位數改變而定標。

除了上述討論之調整一或更多控制係數以外，文中實施例可包括根據以下圖4及7中所討論之方法而進一步調整控制係數。二方法維持有效相位範圍之穩定性。

現在，更具體地，圖4為範例理論圖400，描繪當以根據文中實施例之第一模式操作時與電源100關聯之開迴路增益。

第一模式操作可包括：i)經由控制係數修改器132調整控制係數(例如，Kp、Ki、Kd、及Kf)及ii)經由過濾器參數調整電路327調整過濾器330(例如，過濾器330-1及過濾器電路330-2)之截止頻率，如下：Kp'=Kp/n，Ki'=Ki，Kd'=Kd/n，K極點1(n)=K極點1*n，請注意，K極點1為過濾器極點以過濾誤差電壓信號，K極點2(n)=K極點2*n，請注意，K極點2為過濾器極點以衰減漣波電壓，其中n=有效相位數。

如以上討論，請注意，增益值之設定亦可依據輸入電壓Vin之大小而按比例調整。

圖400描繪當不同相位數有效產生輸出電壓時，係數之定標如何影響補償器轉換函數。

例如，當更多相位有效時，考量電源100之開迴路增益增加，文中實施例包括藉由有效相位數n而下降之定標預設值Kp，以產生增益係數Kp'。此外，如以上所指示，控制係數修改器132定標下降係數Kd，以產生增加之有效相位數的係數Kd'。

如圖400中所示，零F_z1之頻率隨有效相位數增加而增加，同時儘管有效相位數增加，避免零F_z2之頻率。

因而，雖然在第一模式，電源100之開迴路增益可大體上相同，無論有效相位數有多少。圖4亦描繪定標係數D下降，以確保當啟動不同相位數時，藉由P及D形成之零F_z2之頻率不移動。

圖5為範例理論圖500，描繪當控制器140處於根據文中實施例之第一模式時(如圖4中所討論)，PID補償器電路轉換函數之變化。

如之前所討論及如圖500中所示，經由根據電源100中啟動1、2、4、8等相位調整控制係數Kp及Kd，控制器140調整PID補償器轉換函數。

圖6為範例理論圖，描繪根據文中實施例之第一模式(如圖4中所討論)，電源100之補償迴路轉換函數。

如圖所示，電源100之交越頻率(其中增益為0 dB)大體上相同，無論啟動之相位有多少。圖600中開迴路轉 換函數之相位邊限大體上固定(例如80度)，無論有效相位數有多少。因此，文中實施例包括依據值n而調整電源100中至少一增益係數之大小，使得電源之交越頻率實質上固定，無論啟動之相位數有多少，以產生輸出電壓190。

相位邊限大於45度，無論有效相位數有多少。增益邊限亦大於10 dB，無論有效相位數有多少。因此，在不同啟動之相位範圍的第一模式中，電源100操作上穩定。

圖7為範例理論圖700，描繪當於根據文中實施例之第二模式中操作時，與電源100中有效相位關聯之補償器轉換函數。

依據一實施例，第二模式操作包括：i)經由控制係數修改器132調整控制係數(例如，Kp、Ki、Kd、及Kf)及ii)經由過濾器參數調整電路327調整過濾器330-2之截止頻率，如下：Kp'=Kp，Ki'=Ki * n^x，其中x=.5至1 Kd'=Kd/n^x，其中x=.5至1，K極點1(n)=K極點1*n^x，請注意，K極點1為過濾器極點以過濾誤差電壓信號，K極點2(n)=K極點2*n^x，請注意，K極點2為過濾器極點以衰減漣波電壓， 其中n=有效相位數，其中x為使用者可程控值。

如以上討論，請注意，增益值或控制係數之設定亦可依據輸入電壓Vin之大小，而按比例調整。

圖700描繪當啟動不同相位數以產生輸出電壓190時，第二模式中係數之定標如何影響PID補償器電路之開迴路轉換函數。

例如，在此第二模式中，控制係數修改器132並未調整Kp係數，即使開迴路增益隨有效相位數增加而增加。然而，控制係數修改器132根據有效相位數而調整係數Ki及Kd。

如圖所示，將係數Ki及Kd修改為Ki'及Kd'之結果，隨著有效相位數增加，F_z1及F_z2之頻率向上偏移。因此，文中實施例包括藉由根據被啟動以產生輸出電壓190之相位數以調整至少一控制係數之大小，而修改與電源100關聯之開迴路增益。

當處於第二模式，控制器140維持係數Kp及定標係數Ki及Kd，使零F_z1及F_z2隨有效相位數改變而追蹤雙重極點(共振頻率)。

圖8為範例理論圖800，描繪當控制器140處於根據文中實施例之第二模式時(如圖7中所討論)PID補償器電路轉換函數之變化。

如之前所討論及如圖800中所示，經由根據啟動1、2、4、8等相位調整PID補償器電路中控制係數Ki及 Kd，控制器140調整補償器轉換函數。如之前所討論，轉換函數隨有效相位數增加而偏移向右，及隨有效相位數減少而偏移向左。

圖9為範例理論圖900，描繪根據文中實施例之電源100的補償迴路轉換函數。

如圖所示，交越頻率(其中增益為0 dB)隨有效相位數增加而增加。因此，文中實施例包括依據值n而調整電源100中至少一增益係數之大小，使得電源之交越頻率隨增加的被啟動以產生輸出電壓190之相位數而增加。

電源100之相應開迴路增益隨有效相位數增加而增加，使得電源100更加回應而供電給負載118。

如圖所示，補償迴路轉換函數之相應相位邊限落在大約130與80度之間的範圍內。因而，相位邊限大於45度，無論有效相位數有多少。增益邊限亦大於10 dB，無論有效相位數有多少。因此，電源在啟動之相位的不同範圍之第二模式中操作上穩定。

圖10為流程圖1000，描繪控制根據文中實施例之電源100的操作方法範例。請注意，相對於以上討論之概念將有一些重疊。而且，可以任一合適之順序執行步驟。

在步驟1010，控制器140之控制係數修改器132接收指示將啟動以產生輸出電壓190來供電給負載118的電源100中相位數之值。

在步驟1020，控制係數修改器利用從控制係數修改器132接收的值，調整與電源100關聯之至少一控制係數的 大小。

在步驟1030，依據至少一控制係數之已調整大小，控制信號產生器134產生控制信號以控制電源100中如該值所指明之相位數而產生輸出電壓190。

圖11及12結合而形成流程圖1100(例如，流程圖1100-1及流程圖1100-2)，描繪根據文中實施例之電源的詳細操作方法範例。請注意，相對於以上討論之概念將有一些重疊。可以任一合適之順序執行步驟。

在流程圖1100-1之步驟1110中，控制係數修改器132接收第一值，諸如Vin之數位表示，指示藉由電源100轉換為輸出電壓190之輸入電壓120的大小。

在步驟1120，控制係數修改器132依據如第一值指示之輸入電壓120的大小，而調整與電源100關聯之一或更多控制係數。

在步驟1130，控制器140接收第二值(例如N)，指示將啟動用於產生輸出電壓190以供電給負載118之電源100中的相位數。

在流程圖1100-1之步驟1140中，控制器140之控制係數修改器132利用第一值及/或第二值來調整與電源100關聯之一或更多控制係數的大小。

在步驟1150，在一實施例中，回應於檢測將啟動之相位數的改變，控制器140依據已接收的值而數學性計算至少一控制係數之新設定。換言之，有關一範例，若控制檢測N(被啟動之相位數)從操作8相位降至5相位改變， 或檢測N從1至2改變，控制係數修改器132修改增益係數之大小。

在一實施例中，計算新設定可包括藉由諸如N之值所指明之量，而按比例減少至少一控制係數之大小。

在流程圖1100-2之步驟1210中，依據一或更多控制係數之已調整大小，控制器140之控制信號產生器134產生控制信號以如值N所指明而控制有效相位數切換以產生輸出電壓190。

在子步驟1220，控制係數修改器132調整與選自下列群組之至少一函數關聯之增益係數：PID補償器電路之比例函數、微分函數、及積分函數。

在子步驟1230，控制信號產生器134藉由加總比例函數、微分函數、及積分函數所產生之輸出而產生總和值。在一實施例中，控制信號產生器134依據至少部分值N而修改過濾器電路330-1之截止頻率。如先前所討論，控制信號產生器134利用過濾器電路330-1而過濾輸入至PID補償器之誤差電壓。

在子步驟1240，控制信號產生器134經由過濾器電路330-2而過濾總和值。如之前所討論，控制信號產生器134依據值N而修改過濾器電路330-2之截止頻率，並利用過濾器電路330-2以過濾PID補償器之輸出，PID補償器之已過濾的輸出至少部分用於產生相位控制信號。在子步驟1250，控制信號產生器134產生控制信號以操作電源中如值N所指明之相位數。

圖13-19係有關一共同實施例，其中電源控制電路之一或更多組態設定(例如，一或更多PID係數及/或一或更多過濾器電路，等等)被調整以致該些組態設定依據文中之實施例而按比例追蹤電源100之共振頻率的改變。

例如，電源之共振頻率以一因數而改變，其中n=已啟動之相位數。如以下之討論，電源之某些控制參數可依據調整因數而被調整，以提供增加的響應性。

更明確地，圖13為範例圖，描繪根據文中實施例之控制信號產生器1334。如圖所示，控制信號產生器1334包括PID補償器電路及前饋電路之組態，以提供如圖所示之控制功能性。

於操作期間，控制信號產生器1334之差函數310接收輸出電壓V_out(記得V_out供電給負載118)、及參考電壓V_ref(亦即，設定點)。依據輸出電壓與已接收的參考電壓之間的差異，差函數310產生錯誤信號Verror。差函數310輸出錯誤信號通過過濾器電路1330-1而至PID補償器電路之多通道。過濾器參數設定調整電路1327控制過濾器電路1330-1及過濾器電路1330-2之設定。

於一實施例中，過濾器參數調整電路1327至少部分地依據針對將啟動之有效相位或相位數(n)的電源之共振頻率的設定以按比例修改過濾器電路1330-1之截止頻率(及/或零)的設定。控制信號產生器1334利用過濾器電路1330-1以過濾誤差電壓Verror，其係輸入至電源100中之後續電路級(例如，PID補償器)。

如圖所示，控制信號產生器1334之PID補償器電路中的函數接收由過濾器電路1330-1所產生之已過濾的誤差電壓。例如，增益級320-1接收由過濾器電路1330-1所產生之已過濾的誤差電壓。積分函數315-1從過濾器電路1330-1接收已過濾的誤差電壓，並輸出個別積分信號至增益級320-2。導數函數315-2(或微分函數)接收已過濾的誤差電壓，並輸出個別導數信號至增益級320-3。

增益級320-1(設定為Kp'之增益)依據Kp'之增益設定而調整已過濾的誤差電壓之大小。增益級320-2依據Ki'之增益設定而調整藉由積分函數315-1輸出之積分信號之大小。增益級320-3依據Kd'之增益設定而調整藉由導數函數315-2輸出之導數信號之大小。

增益級320-4依據Kf'之設定而調整已接收的電壓參考信號Vref之大小。

控制信號產生器1334包括加法器325-1以加總藉由個別增益級320-1、320-2、及320-3產生之輸出(例如，P部件、I部件、及D部件)。

過濾器電路1330-2接收藉由加法器325-1產生之總和值，如圖所示者。

控制信號產生器1334進一步包括加法器325-2以加總由過濾器電路1330-2所產生之輸出與由級320-4所產生之輸出(例如，Kp'、Vref)。

如上所述，控制信號產生器1334包括過濾器參數設定調整電路327以控制過濾器電路1330(例如，過濾器電 路1330-1及過濾器電路1330-2)之設定。

在一實施例中，過濾器參數調整電路1327接收輸入，諸如值N(亦即，指示電源100中有效相位數之值)。依據該等輸入，如以下進一步討論，過濾器參數調整電路1327係組態一或更多參數，諸如過濾器電路1330-1及/或過濾器電路1330-2之截止頻率。諸如過濾器電路1330之截止頻率、零等等控制參數可根據諸如電源100中有效相位數之因子而改變。

控制信號產生器1334中之脈衝寬度調變信號產生器340接收藉由加法器325-2產生之已過濾的輸出。依據此已接收的信號，脈衝寬度調變信號產生器電路340產生控制信號以控制電源100中之有效相位。如之前所討論，可根據由負載118所損耗之電量以啟動不同相位數N。電源控制電路之設定係根據將啟動之相位數而調整。

在一實施例中，有效相位之開迴路轉換器轉換函數與輸入電壓Vin成比例。例如，在此一實施例中，控制器140經由類比數位轉換器而數位化已接收的輸入電壓(如從電壓源120所接收者)。控制器可經組態以過濾藉由類比數位轉換器產生之數位化輸入電壓。

依據進一步實施例，控制係數修改器132(如圖2中所討論)藉由將P、I、D、及F係數除以數位化輸入電壓而調整或定標P、I、D、及F係數，以維持不同值Vin範圍之相同封閉迴路帶寬。因此，電源控制電路之參數可根據Vin之大小而被調整。

在一實施例中，輸入電壓Vin之大小可於小於3伏至大於20伏之範圍內改變。可考量大小之此變化而調整控制係數。

有關一範例，控制係數修改器132(或，更明確地，增益係數調整電路210)可組態成定標預設係數如下：K_P'=K_P/Vin，K_I'=K_I/Vin，K_D'=K_D/Vin，K_F'=K_F/Vin，如之前所討論，若負載118消耗之輸出電流相對小，控制器132操作具單一有效相位之電源100(例如，n=1)。此減少切換損失及改進效率。隨著負載118消耗之輸出電流增加，電源電壓調節器增加相位以產生額外電流而供電給負載118。

改變已啟動的相位數導致電源電路之有效電感Leff(及因此電源100之共振頻率)的改變。因為每一相位之電感器經組態而使有效相位彼此平行，Leff=L/n，其中n為有效相位數。各相位可包括具有實質上相同值(例如，值L)之電感器。電感器亦可有不同值。

由於電源之共振頻率=1/(2*pi*sqrt(Leff*C_o))，其中C_o=圖1中之庫C_o的總輸出電容之量，電源100之共振頻率以相位數之反平方根定標。亦即，電源之共振頻率根據 已啟動之相位數而改變。如上所述，假設各相位中之電感器等於L，則電源之共振頻率為1/(2*pi*sqrt(nL*C_o))。

因此，當單一相位被啟動時，電源之共振頻率等於1/(2*pi*sqrt(L*C_o))；當2相位被啟動時，電源之共振頻率等於1/(2*pi*sqrt(2L*C_o))；當四相位被啟動時，電源之共振頻率等於1/(2*pi*sqrt(4L*C_o))；依此類推。不同相位啟動設定之間的共振頻率之變化因而為1/。因此，經由一非限制性的範例，電源之共振頻率係根據電源100之電感及輸出電容而改變。電感根據已啟動之相位數而改變；輸出電容可為實質上固定的而不管其被啟動之相位數。

電源100之開迴路增益的至少一部分直接以有效相位數定標。例如，如以下之討論，經由控制係數修改器132，K_P'可被設為K_P/，K極點1(n)可被設為K極點1*，而K極點2(n)=K極點2*，其中K極點1和K極點2為單一已啟動相位之預設值。因此，電源電路之設定可被調整以考量當或多或少的相位被啟動時該電源之共振頻率中的改變。

漣波頻率=fsw * N，其中fsw為電源100中高側開關及低側開關之切換頻率。因而，漣波頻率以有效相位數定標。

在一實施例中，藉由控制係數修改器132及過濾器參數調整電路1327執行係數定標及/或極點/零定標。此等資源(例如，控制係數修改器132及過濾器參數調整電路1327)數位式控制電源控制電路設定。在此一實施例中， 使用控制參數之數位定標，不需實體改變或電性切換電源100之任何物理部件或網路以修改控制器140及其行為。

今天市場上大部分習知電壓調節器晶片依據類比控制技術而操作。該等習知電路依賴其控制函數之物理補償網路的設定。該些部件無法回應輸入電壓改變或相位數改變而定標。

除了上述討論之調整一或更多控制係數及/或數位過濾器參數設定以外，文中實施例可包括根據以下圖14至19中所討論之方法而進一步調整控制係數。二方法維持有效相位範圍之穩定性。

現在，更具體地，圖14為範例理論圖1400，描繪當以根據文中實施例之第三模式(例如，共振頻率調整模式)操作時與電源100關聯之開迴路增益。

共振頻率調整模式下之操作可包括：i)經由控制係數修改器132調整控制係數(例如，Kp、Ki、Kd、及Kf)及ii)經由過濾器參數調整電路1327調整過濾器1330之截止頻率，如下：Kp'=Kp/，(部件P被縮減以補償增加的開迴路增益，如此增加了零)，Ki'=Ki，Kd'=Kd/n，K極點1(n)=K極點1*。請注意，K極點1為補償器 轉換函數中之過濾器極點，K極點2(n)=K極點2*。請注意，K極點2為補償器轉換函數中之過濾器極點，其中n=有效相位數。

如上所述，n或N之值(亦即，將啟動之相位數)被輸入至增益調整電路210和過濾器參數調整電路1327兩者。增益調整電路210控制如上所討論之增益係數的設定。過濾器參數調整電路1327控制過濾器電路1330之設定。因此，控制信號產生器1334(亦即，電源控制電路)之組態根據已啟動之相位數而改變。如先前所討論，該些設定亦可根據電壓Vin之大小。

圖14為範例圖，描繪根據文中實施例之極點的修改(例如依據之極點的偏移)。圖1400描繪過濾器電路1330中之係數的定標如何影響第三模式下之補償器轉換函數，當不同的相位數為有效而產生輸出電壓時。

如上所述，電源之共振頻率以1/之因數而改變。以此因數來調整極點之設定(如圖14中所示)有效地致使已調整之控制參數(例如，任何極點及或零)根據已啟動相位數以追蹤電源之共振頻率的改變。

此外，考量當更多相位被啟動以同時地提供電流至個別負載118時電源100之開迴路增益的增加，文中實施例包括以有效相位數之平方根(亦即，)來縮減(或除)預設值Kp，以產生增益係數Kp'。換言之，P部件之增益Kp'可被設為實質上等於預設值Kp/之值。因此，按比 例調整電源控制電路之至少一設定可包括將電源控制電路中之增益設定除以相位述之平方根。

同時，雖然在依據共振頻率之改變以按比例調整參數的第三模式中，控制係數修改器132可被組態成將預設係數Kd縮減或除以已啟動相位數來產生係數Kd。

圖15為範例圖，描繪根據文中實施例之零的修改。如圖15之圖1500中所示，零頻率零1和零2被調整以隨著有效相位數增加而追蹤共振頻率。

圖16為包括範例理論圖1600(例如圖1600-1和圖1600-2)之範例圖，描繪針對根據文中實施例之共振頻率調整模式，依據已啟動相位數之PID補償器電路轉換函數的變化。

如先前所述，以及如圖1500中所示，經由此第三模式中之調整控制係數Kp和Kd及極點和零，控制器140係根據1、2、4、8等等相位是否被啟動於電源100中以調整PID補償器轉換函數。

圖17為包括範例理論圖1700(例如圖1700-1和圖1700-2)之圖形，描繪針對根據文中實施例之共振頻率調整模式的電源100(如圖4中所討論者)之已補償迴路轉換函數。

如圖所示，隨著相位數增加，交越頻率增加，增加了當更多相位被啟動時之總響應性。同時，足夠的相位和增益邊限被維持以確保穩定性。帶寬增加並增加與電源關聯之調節的響應性。

相位邊限大於45度而不管有效相位數。增益邊限亦大於10 dB而不管有效相位數。因此，電源100在涵蓋不同已啟動相位之範圍係操作性穩定的。

圖18為流程圖1800，描繪根據文中實施例之控制電源100的操作之範例方法。注意：與以上所討論之概念將有些重疊。

於步驟1810，參數調整電路(例如，參數設定調整電路1327及/或增益控制調整電路1310)接收指示將啟動於產生輸出電壓來供電給負載118的電源中相位數n之值。電源100之共振頻率根據已(將)啟動相位數而改變。

在步驟1820，參數調整電路利用該值(至少部分地)為基礎以根據電源100之共振頻率的設定而按比例調整電源之至少一電源控制設定。藉由一非限制性範例，參數調整電路可調整參數設定以按比例追蹤在當從第一相位數之啟動切換至第二相位數之啟動時所發生的共振頻率之改變。

在步驟1830，依據其按比例調整之至少一電源控制設定，電源100之控制信號產生器1334產生一或更多相位控制信號以控制電源100中之有效相位。

圖19為流程圖1900，描繪根據文中實施例之控制電源100的操作之範例方法。注意：與以上所討論之概念將有些重疊。同時，該些步驟可被執行以任何適當的順序。

於步驟1910，控制信號產生器1334利用電源控制電路(例如，PID補償器、過濾器電路補償器，等等)之第 一設定以啟動電源中之第一相位數(例如，n1相位)而產生輸出電壓來供電給負載118。

於步驟1920，回應於接收到一啟動電源100中之第二相位數(例如，n2相位)而產生輸出電壓來供電給負載118的指令，控制信號產生器修改該第一設定以根據第二設定來組態電源控制電路。修改控制信號產生器1334中之電路的設定可包括依據其電源100之共振頻率由於啟動第二相位數以取代啟動第一相位數而改變的量來按比例調整電源控制電路之至少一設定。

於步驟1930，控制信號產生器1334利用電源控制電路之第二設定以啟動電源100中之第二相位數(例如，n2相位)而產生輸出電壓來供電給負載118。

再次注意，文中技術極適用於電源應用。然而，應注意的是，文中實施例未侷限於用於該等應用，且文中所討論之技術亦極適用於其他應用。

雖然本發明已特別顯示，並參照其較佳實施例予以說明，但熟悉本技藝之人士將理解在不偏離藉由申請專利範圍所定義之本申請案之精神及範圍下，可進行形式及細節的各種改變。該等變化係想望藉由本申請案之範圍所涵蓋。有關本申請案之實施例的上述說明不希望有所侷限。而是，本發明之任何限制於下列申請專利範圍中呈現。

100‧‧‧電源

110-1、110-2‧‧‧驅動器電路

118‧‧‧負載

120‧‧‧電壓源

130‧‧‧相位控制邏輯

132‧‧‧控制係數修改器

134‧‧‧控制信號產生器

140‧‧‧控制器

144‧‧‧電感器

150‧‧‧高側開關

160‧‧‧低側開關

170-1、170-2‧‧‧相位

190‧‧‧輸出電壓

210‧‧‧增益調整電路

310‧‧‧差函數

315-1‧‧‧積分函數

315-2‧‧‧導數函數

320-1、320-2、320-3、320-4‧‧‧增益級

325-1、325-2‧‧‧加法器

327‧‧‧過濾器參數調整電路

330‧‧‧過濾器

330-1、330-2‧‧‧過濾器電路

340‧‧‧脈衝寬度調變信號產生器

1310‧‧‧增益控制調整電路

1327‧‧‧參數設定調整電路

1330-1、1330-2‧‧‧過濾器電路

1334‧‧‧控制信號產生器

上述及其他本發明之目標、特徵、及優點從下列文中 較佳實施例之更特別說明將顯而易見，如附圖中所描繪，其中不同圖式中相同代號係指相同零件。圖式不一定依比例，而係以描繪實施例、原理、觀點等強調。

圖1為包括根據文中實施例之控制係數修改器之電源範例圖。

圖2為根據文中實施例之控制係數修改器之範例圖。

圖3為範例圖，描繪根據文中實施例之控制信號產生器。

圖4為範例圖，描繪根據文中實施例之第一模式中，與PID補償器電路關聯之理論轉換函數。

圖5為範例圖，描繪根據文中實施例之第一模式中，理論PID補償器電路轉換函數。

圖6為範例圖，描繪與根據文中實施例之第一模式關聯之理論補償迴路轉換函數。

圖7為範例圖，描繪與根據文中實施例之第二模式中PID補償器電路關聯之理論轉換函數。

圖8為範例圖，描繪根據文中實施例之第二模式中理論PID補償器電路轉換函數。

圖9為範例圖，描繪與根據文中實施例之第二模式關聯之理論補償迴路轉換函數。

圖10-12為流程圖，描繪根據文中實施例之範例方法。

圖13為範例圖，描繪根據文中實施例之控制信號產生器。

圖14為範例圖，描繪根據文中實施例之極點的調整。

圖15為範例圖，描繪根據文中實施例之零的調整。

圖16為範例圖，描繪根據文中實施例之第三模式的理論PID補償器電路轉換函數。

圖17為範例圖，描繪與根據文中實施例之第三模式關聯之理論補償迴路轉換函數。

圖18及19為流程圖，描繪根據文中實施例之範例方法。

1327‧‧‧參數設定調整電路

325-1、325-2‧‧‧加法器

340‧‧‧脈衝寬度調變信號產生器

1330-1、1330-2‧‧‧過濾器電路

1334‧‧‧控制信號產生器

320-1、320-2、320-3、320-4‧‧‧增益級

315-1‧‧‧積分函數

315-2‧‧‧導數函數

1310‧‧‧增益控制調整電路

310‧‧‧差函數

Claims (22)

1. 一種用於電源控制之方法，包含：接收指示用以在其產生供電給負載之輸出電壓的電源中啟動之相位數的值，其中該電源之共振頻率係根據其被啟動之該相位數而改變；利用該值為基礎以根據該相位數而按比例調整該電源中之PID補償器電路的至少一電源控制設定，被啟動之該相位數的改變係改變該共振頻率之設定；及依據該按比例而調整之PID補償器電路的至少一電源控制設定，產生控制信號以控制該電源中之該些相位。
2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中利用該值為基礎以按比例調整該至少一電源控制設定包含：藉由1除以該值之平方根的因數而按比例調整該至少一電源控制設定之大小。
3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中利用該值為基礎以按比例調整該至少一電源控制設定包含：藉由該值之平方根的因數而按比例調整該電源中之至少一過濾器電路的截止頻率，以追蹤從啟動如由該值所指明之該相位數所導致的該共振頻率之改變。
4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中利用該值以按比例調整該至少一控制設定包含：藉由該值之平方根的因數而按比例調整該電源中之至少一過濾器電路中的極點之設定，以追蹤從啟動如由該值所指明之該相位數所導致的該共振頻率之改變。
5. 如申請專利範圍第1項之方法，其中利用該值為基礎以按比例調整至少一電源控制設定包括：依據從該相位數之啟動所導致的該電源之該共振頻率的改變而按比例調整與該PID補償器電路中之比例函數關聯的第一增益，其中該比例函數產生第一信號；及利用該值以調整一與該PID補償器電路中之微分函數關聯的第二增益，其中該微分函數產生第二信號。
6. 如申請專利範圍第5項之方法，進一步包含：依據至少該第一信號與該第二信號的加總以產生總和；將該總和輸入一過濾器電路；依據該值之反平方根以調整該過濾器電路之極點的設定；及至少部分地利用該過濾器電路之輸出以產生該控制信號。
7. 如申請專利範圍第1項之方法，進一步包含：根據從啟動該相位數以產生該輸出電壓所導致之該共振頻率的設定而按比例調整該電源之開迴路增益。
8. 如申請專利範圍第1項之方法，其中產生該些控制信號包含：至少部分地依據針對將被啟動之該相位數的該電源之該共振頻率的設定以按比例修改第一過濾器電路之截止頻率；及利用該第一過濾器電路來過濾輸入至該電源中之該 PID補償器電路的誤差電壓。
9. 如申請專利範圍第8項之方法，進一步包含：至少部分地依據針對將被啟動之該相位數的該電源之該共振頻率的該設定以修改第二過濾器電路之截止頻率；及利用該第二過濾器電路來過濾該PID補償器電路的輸出，該PID補償器電路的該輸出係至少部分地使用以產生該些控制信號。
10. 如申請專利範圍第1項之方法，其中利用該值以按比例調整該至少一控制設定包含：按比例調整該至少一控制設定，以考量從啟動如由該值所指明之該相位數所導致的該共振頻率之改變。
11. 一種用於電源控制之方法，包含：接收指示用以在其產生供電給負載之輸出電壓的電源中啟動之相位數的值，其中該電源之共振頻率係根據其被啟動之該相位數而改變；利用該值為基礎以根據啟動之該相位數而按比例調整該電源中之PID補償器電路的至少一電源控制設定，被啟動之該相位數的改變係改變該共振頻率之設定；及依據該按比例而調整之PID補償器電路的至少一電源控制設定，產生控制信號以控制該電源中之該些相位，其中利用該值為基礎以按比例調整至少一電源控制設定包含：依據該值以調整該電源中之至少一增益係數的大小， 以致該電源之交越頻率針對其被啟動以產生該輸出電壓之增加的相位數而增加。
12. 一種用於電源控制之方法，包含：利用電源控制電路之第一設定以啟動電源中之第一相位數以產生用來供電給負載之輸出電壓；回應於接收指令以啟動該電源中之第二相位數以產生用來供電給該負載之該輸出電壓，修改該第一設定以根據第二設定而組態該電源控制電路，其中該修改包括依據其該電源之共振頻率由於啟動該第二相位數以取代啟動該第一相位數而改變的量來按比例調整該電源控制電路之至少一設定；及利用該電源控制電路之該第二設定以啟動該電源中之該第二相位數以產生用來供電給該負載之該輸出電壓，其中該第二設定按比例調整該電源之開迴路增益以考量該共振頻率之改變量。
13. 如申請專利範圍第12項之方法，其中按比例調整該電源控制電路之該至少一設定包括修改該電源控制電路中之過濾器電路的至少一極點設定，該至少一極點設定係依據該第二相位數之平方根而調整。
14. 如申請專利範圍第12項之方法，其中按比例調整該電源控制電路之該至少一設定包括將該電源控制電路中之增益設定除以該第二相位數之平方根。
15. 如申請專利範圍第12項之方法，其中該電源之該共振頻率係根據該電源之電感及輸出電容而改變，該電感 根據已啟動之相位數而改變，該輸出電容為實質上固定的而不管其被啟動之該相位數。
16. 一種電源系統，包含：多個相位；參數修改器，用以：接收指示用於產生供電給負載之輸出電壓的將被啟動之在該電源中的該多個相位數之值，及利用該值以至少部分地依據其該電源之共振頻率由於啟動該相位數而改變的量來按比例調整該電源控制電路中之PID補償器電路的至少一設定；及控制信號產生器，用以依據該電源控制電路中之該PID補償器電路的該按比例調整的設定，產生控制信號以控制如由該值所指明來產生該輸出電壓之該電源中的該相位數。
17. 如申請專利範圍第16項之電源系統，其中該參數修改器藉由1除以該值之平方根的因數而按比例調整該至少一電源控制設定之大小。
18. 如申請專利範圍第16項之電源系統，其中該參數修改器按比例調整該電源控制電路中之至少一過濾器電路之零頻率，以追蹤從啟動如由該值所指明之該相位數所導致的該共振頻率之改變。
19. 如申請專利範圍第16項之電源系統，其中該參數修改器按比例調整該電源中之至少一過濾器電路中的極點之設定，以追蹤從啟動如由該值所指明之該相位數所導致 的該共振頻率之改變。
20. 如申請專利範圍第16項之電源系統，其中該參數修改器：根據從啟動用以產生該輸出電壓之該相位數所導致的該共振頻率之改變而按比例調整該電源之開迴路增益。
21. 如申請專利範圍第16項之電源系統，其中該參數修改器根據該啟動之相位數以按比例調整該電源之開迴路增益而產生該輸出電壓。
22. 如申請專利範圍第16項之電源系統，其中該參數修改器依據該啟動之相位數以調整該電源中之該PID補償器的至少一增益係數之大小，以致該電源之交越頻率針對其被啟動以產生該輸出電壓之增加的相位數而增加。